河道工程根石智能化探測系統(tǒng)的研究.pdf

1、黃河洪水歷來被人們視為江河洪災之首，洪水泛濫的范圍北抵津沽、南達江淮，給黃淮海地區(qū)的人民群眾帶來深重的災難。對于黃河的洪水問題，國家投入了巨大的人力物力，多次加修堤防，進行河道整治。 河道整治工程是黃河防洪工程的重要組成部分，而根石是壩、垛、護岸最重要的組成部分，為了保證垛壩安全，必須及時了解根石分布情況，以便做好搶護準備。 長期以來，根石探測技術一直是困擾黃河下游防洪安全的重大難題之一。根石一般位于渾水下面，由于黃河含

2、沙量大，沖淤變化迅速，并且河勢變化快，已拋投的根石又常被埋于淤泥層之下。幾十年來，水下根石狀況完全靠人工探摸估計。這種方法雖然簡捷、直觀、要求低、易掌握，但人工探摸范圍小，速度慢，難度大，探摸人員水上作業(yè)還有一定危險性，難以滿足防洪保安全的要求，因此，加強防洪工程建設，尋求一個解決根石探測問題的有效方法勢在必行。 論文首先介紹了根石探測技術的研究現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)探測方法的特點及其在實際探測過程中存在的不足。在此系統(tǒng)中，機器人技術

3、被引入根石探測裝置的研制工作中，開發(fā)了一種自動化程度高，高效安全，簡便實用的河流護壩根石探測機械臂。由于超聲波能夠穿透河水、淤泥層，并清晰反映河水、淤泥、根石的界面，可以實現(xiàn)準確探測，因此我們在機械臂的末端安裝超聲波發(fā)射接收探測器，通過機械臂控制換能器在水面作水平運動，對根石進行測量。然后，通過圖像處理的方法對根石分布情況進行分析。在第二章中介紹了機械臂水平定位系統(tǒng)的組成及原理。我們采用單片機模擬GPS接收機，獲取探測點的地理坐標信息，